這幾年在台灣教育界中「素養」一直是熱度很高的關鍵字。談到科學課,免不了要梳理出什麼是「科學素養」。
素養包含了知識、技能和態度,談的是持續自主學習、精進的能力。那體現科學素養的方法,不就是學次方一直在談的探究歷程嗎?因為好奇所以有所行動,行動可能是觀察、可能是實驗,而這些動作都會引發提問。而為了找出能適用於絕大部分情況的結果,人們開始反覆驗證,希望透過邏輯、推論和已知知識來解釋新注意到的現象(很多事情對世界是已知的,對孩子來說是未知的。)
依循著冬季專案主題-用路人安全,不難想到馬路上的各種警示系統,於是科學課帶入了「聲音」與「簡單電路」兩個子題,帶領孩子發現生活中習以為常卻從沒清楚想過的事情。接下來就以聲音為例,分享我們如何在課堂與生活實踐。
一起想清楚那些孩子以為自己很懂的事。
第一堂課,我問孩子的第一個問題便是:「為什麼有些路口的行人通行號誌要有聲音?」孩子提出各種想法,大致上是想告訴我,這些聲音是為了讓路人提高警覺。跳出這個問題,我再問孩子:「為什麼你聽得到這些聲音?」孩子們開始搬出在書上讀過的資訊,有人說因為聲音可以在空氣裡被傳遞,也有人說因為耳膜振動可以讓人聽到聲音。甚至開始出現一些孩子自己也解釋不清楚的專有名詞。
討論越辯越明的情況,並沒有發生。孩子們反而越被追問越懷疑自己,開始注意到本來以為自己很懂的事情,其實似懂非懂。怎麼辦呢?我們從頭來,靜下來觀察看看聲音從哪裡來,回憶看看什麼時候會聽見聲音。
孩1:「空氣可以幫忙把聲音傳出去,所以我可以聽到其他人講話的聲音。」
師:「那如果沒有空氣就聽不到聲音囉?」
孩1:「對,所以真空就不行。」
師:「那在水裡呢?如果我可以把你放進某個東西裡呢?你還聽得到聲音嗎?」
孩1:「如果裡面沒有空氣或空氣不夠多的話應該不行。」
孩2:「可是我跟妹妹去游泳池的時候,我在水裡可以聽到他在池邊講話的聲音。」
八個孩子互相看著彼此,一臉奇怪,覺得好像是這樣,但為什麼會這樣。
奇怪了?就是這個奇怪了,假設和實驗就會在這時候發生。孩子開始去想是不是只有空氣可以傳遞聲音?如果沒辦法在教室裡創造真空或是空氣很少的條件,那就試試看能不能證明其他材料也可以傳遞聲音。這時老師的工作是引導孩子設計實驗,並鼓勵孩子勇敢的去試試看,即使為了想知道牆壁能不能傳遞聲音,要一群近青春期的孩子把耳朵貼在牆邊時在是讓他們覺得有些羞恥。
實驗過後,我們再回到孩子們在課堂一開始沒能解答的問題「為什麼你聽得到這些聲音?」這時候,聲音傳遞需要有東西(介質)幫忙,對孩子來說就直觀不少。而同時孩子的結論又引發下個問題,他們說:「同樣的距離,隔著桌子聽到的聲音,比直接在空氣裡聽到的大。是不是聲音中間的介質越硬,聲音就會越大。」大人聽這話覺得可愛,而第一次發現這件事的孩子,可覺得是大發現啊!而我們就這樣,一個一個問題釐清,去實測每個客觀條件可執行的實驗。
科技的力量讓探究變得更容易。
延續聲音討論,我又問孩子:「在路上有救護車來的時候,駕駛不是都會讓一條路出來嗎?啊大家怎麼知道來的是救護車?」小孩一臉狐疑,雖然覺得老師又再問奇怪的問題,但還是人很好的告訴我那是因為救護車有救護車自己的聲音,大家一聽就知道了。
很好!那第二個聲音主題就可以進來了,聲音有哪些特色,可以讓人知道這個聲音就是救護車、某個人或是東西呢?
聲音的大小、高低、粗細,各種模糊的詞彙再次出現。於是,我把孩子們拉回來回憶一下上次談到聲音是波這件事,請孩子「具象化」不同的聲音代表什麼意思。聽起來很複雜,白話就是把不同的聲音(聲波)畫出來。這時各種奇怪的圖案又出現了,有長得很胖的波,有高高低低的波,也有不規則的波。孩子大致可以找出幾個波的特徵:寬度、高度和抖動的形狀,但這些特徵都還不知道有沒有意義。
我請孩子拿出約好準備的平板,簡單教過phyphox這個物理實作APP,接著就讓孩子們分組去嘗試找出剛剛提出的波特徵各代表什麼意思。使用軟體的好處是可以很輕易地重複實驗,並快速得到結果。第一次操作難免需要適應科技的時間,孩子會有些小煩躁,但新鮮感總能戰勝一切。這也是讓孩子知道平板除了遊戲之外,還有許多強大功能的好時機啊!
課堂的最後,孩子們寫下自己的發現,藉由這樣的練習,孩子也發現講出發現和寫下發現是完全不同的事情,當要寫下來是就希望做到去蕪存菁,也更能發現自己哪個部分尚未完全理解。
能力會慢慢積累,知識不必要急著到位。
在孩子理解聲音傳播的方式,也梳理出聲音的三個要素後,最後一堂聲音課,我們從資料閱讀開始。孩子讀著噪音相關的文本與常見聲音分貝表,一面思考如何驗證分貝表上的數值並且知道噪音是不是真的和我們一起生活。
要外出去做實驗孩子非常興奮,而有多次實驗經驗(不只有前兩個聲音實驗)的孩子也知道外出前需要做好準備,排除可預先想到的困難。
:「我們不可能直接量到喇叭聲啊,可能要先知道本來馬路的分貝大小,再去扣掉。」
很好!雖然方法還不對,但背景值的概念出現了。
:「是不是要先想想看,這附近哪裡可以聽到很大的聲音。」
沒錯!竟然要找到噪音,就需要考量要去哪裡聽。
:「時間只有一節課,是不是不要去太遠的地方,可以選好地點,停久一點。」
:「大十字路口,有大車走的那種,可能會比學次方外面的小路口好。」
孩子自然地開始討論,慢慢形成共識,並互相提醒討論時間也包含在收集資料的時間裡。
結束資料收集後,孩子們嘗試將文本中的資料與觀察結果結合,每組整理出一張海報,互相分享這次的發現以及之後還能注意調整的部分。
素養會牽引進生活,成為孩子的力量。
在這些討論之後,孩子們興起了一陣做紙杯傳聲筒的風潮,他們發現線的粗細、鬆緊、長度都會讓聲音聽起來有差異。這陣風潮老師並未參與,而是孩子自發開始的,進階班的孩子玩著玩著,基礎班的孩子也一起加入。時不時可以聽到孩子們互相說出:「我猜……,所以我想用xxx來當線試試看。」、「我剛剛成功……,等一下(下次)我要再試一次,確定這個方法一定會成功。」甚至是「我知道……,那……可能也會這樣。」
孩子能以上述句型表述,代表即使是日常遊戲,孩子依然自然的應用出科學素養。孩子們理解科學重視證據,而證據來自於實驗,實驗需要客觀性與再現性。同時,能夠透過邏輯與推論來利用已知知識預測新的結果。
紙杯傳聲筒是一個例子,而這些行為表現時刻發生在學次方孩子的生活中。
(文/藍詩婷)